(57)【要約】【課題】線の径を適正化して線のくびれや断線等の不具合を抑制し、高精細なスクリーン印刷を可能とするスクリーン版及びその製造方法、並びに配線パターンの形成方法を提供する。【解決手段】版枠と、版枠の被印刷物側の面に接着支持されるメッシュシート材２と、メッシュシート材２の被印刷物側の面に積層して一体化されるマスク材５とを備える。そして、メッシュシート材２を複数の縦線３と横線４とを直交させて形成するとともに、マスク材５に開口６を形成し、マスク材５の開口６から露出するメッシュシート材２の横線４をエッチング液により除去する。印刷パターンのメッシュ交点がなくなるので、開口の開口率が増加し、スクリーン版のフラット性も良くなり、外観上のムラも発生しなくなる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリーン印刷に使用されるスクリーン版であって、版枠と、この版枠に支持されるメッシュシート材と、このメッシュシート材に一体化されるマスク材とを含み、メッシュシート材を複数の第一、第二の線を交差させて形成し、マスク材の開口から露出するメッシュシート材の第一、第二の線の少なくともいずれか一方を除去するようにしたことを特徴とするスクリーン版。
【請求項２】
メッシュシート材の第一、第二の線のいずれか一方をエッチング液により溶解する可溶性とし、他方を不溶性とした請求項１記載のスクリーン版。
【請求項３】
版枠と、交差する複数の第一、第二の線により形成されて版枠に支持されるメッシュシート材と、このメッシュシート材に一体化されるマスク材とを用い、スクリーン印刷用のスクリーン版を製造するスクリーン版の製造方法であって、
マスク材の開口から露出するメッシュシート材の第一、第二の線のいずれか一方を除去することを特徴とするスクリーン版の製造方法。
【請求項４】
絶縁性の基材に配線パターンを導電ペーストにより形成する配線パターンの形成方法であって、
基材に配線パターンを請求項１又は２記載のスクリーン版を用いてスクリーン印刷することを特徴とする配線パターンの形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スクリーン印刷に使用されるスクリーン版に関し、より詳しくは、高精度の配線パターンが要求されるプリント基板や電磁波シールド体等の形成に使用されるスクリーン版及びその製造方法、並びに配線パターンの形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
回路の配線パターン形成には様々な方法があるが、スクリーン印刷法によりパターンを形成する場合には、（１）形成されるパターンの製版及び印刷が簡易である、（２）設備費や経費が少なくて済む、（３）インクである導電ペーストを厚くすることができる、（４）微細なパターンを形成することができる等の利点がある。そこで、スクリーン印刷法は、通常の商業印刷の分野の他、導電ペーストを用いた配線回路や受動素子の形成等、電子工業の分野でも幅広く利用されている（特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
係るスクリーン印刷にはスクリーン版が用いられるが、このスクリーン版の製造方法としては、（１）スクリーン版の版枠に、合成繊維の縦糸と横糸とからなる平織りのメッシュを張り、このメッシュにマスク材を塗布形成し、露光現像により所定の開口を設けてステンシルとする方法、（２）メッシュの材料としてステンレスの細線を使用し、（１）と同様の方法により所定の開口を設けてステンシルとする方法、（３）金属の薄板にパターン部のみをエッチングやレーザー光線等により開口形成してステンシルとする方法等があげられる。
【０００４】
係るスクリーン版に対する要求特性としては、耐刷性、寸法安定性、耐有機溶剤性、耐水性、耐酸性、耐アルカリ性、及び弾力性等があり、さらに印刷用のインクが通過しやすいようメッシュの開口率の大きいことがあげられる。
ところで近年、スクリーン印刷の電子工業への利用はさらに高精細化しており、微細なパターンを形成することのできる高度な印刷精度が要求されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭５１−９６６０６号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開平１１−１５７０４２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来のスクリーン版は、以上のように一定間隔の格子形のメッシュが用いられるが、このメッシュが合成繊維製の場合には、メッシュを安価とすることができるものの、糸の線径が太いので、高精細なスクリーン印刷が困難であるという問題がある。また、メッシュが金属製の場合には、糸の線径が十分に細くならず、メッシュの交点で糸が２本になるので、導電ペーストの通過に支障を来たし、高精細な印刷時に線のくびれや断線等の不具合が生じることとなる。
【０００８】
また、メタルマスクの場合、エッチング法やメッキ法により非常に薄い金属箔に開口を設けたものを使用するため、これのみで印刷に耐え得るほどの強度を与えるのは困難であり、このため、適用できるサイズがおおよそ３００〜５００ｍｍ□程度に止まり、大型の製品を製造することが困難になる。また、製造工程や条件にも高度な制御が必要となり、製品の歩留まりが悪く、コスト高になるおそれが少なくない。さらに、特許文献１、２のように、メッシュ材とメタルマスクの組み合わせも考えられるが、この場合でも、メッシュの開口率は従来と殆ど変わらいので、開口の開口率を向上させることができず、しかも、メッシュの交点によるパターンのくびれや断線等の不具合が生じやすいという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みなされたもので、線の径を適正化して線のくびれや断線等の不具合が生じるのを抑制し、高精細なスクリーン印刷を可能とするスクリーン版及びその製造方法、並びに配線パターンの形成方法を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、上記課題を達成するため、スクリーン印刷に使用されるものであって、
版枠と、この版枠に支持されるメッシュシート材と、このメッシュシート材に一体化されるマスク材とを含み、メッシュシート材を複数の第一、第二の線を交差させて形成し、マスク材の開口から露出するメッシュシート材の第一、第二の線の少なくともいずれか一方を除去するようにしたことを特徴としている。
なお、メッシュシート材の第一、第二の線のいずれか一方をエッチング液により溶解する可溶性とし、他方を不溶性とすることが好ましい。
【００１１】
また、本発明においては、上記課題を達成するため、版枠と、交差する複数の第一、第二の線により形成されて版枠に支持されるメッシュシート材と、このメッシュシート材に一体化されるマスク材とを用い、スクリーン印刷用のスクリーン版を製造するものの製造方法であって、
マスク材の開口から露出するメッシュシート材の第一、第二の線のいずれか一方を除去することを特徴としている。
【００１２】
また、本発明においては、上記課題を達成するため、絶縁性の基材に配線パターンを導電ペーストにより形成するものの形成方法であって、
基材に配線パターンを請求項１又は２記載のスクリーン版を用いてスクリーン印刷することを特徴としている。
【００１３】
ここで特許請求の範囲における複数の第一、第二の線は、メッシュシート材を形成するものであれば、ＸＹ方向に直交するものでも良いし、所定の角度で交差するものでも良い。マスク材の開口から露出する第一、第二の線は、複数の第一の線が除去されるものでも良いし、複数の第二の線が除去されるものでも良い。また、絶縁性の基材は、プリント基板の一部、コネクタの一部、あるいは電磁波シールド体の一部等からなり、可撓性の有無を問わない。スクリーン印刷に際しては、印刷方向と第一の線又は第二の線の配線方向とに０〜４５°の鋭角を形成させることが好ましい。
【００１４】
本発明によれば、スクリーン版にメッシュ交点が無く、開口の開口率が高く、マスク材の厚さを薄くすることができる。したがって、導電ペーストによりスクリーン印刷した場合、導電ペーストの通過性、外観上の不具合が減少する。また、マスク材を薄くすることにより、高精細のパターンを容易に形成することができる。
また、上記のように構成されたスクリーン版を使用して印刷方向を間違わず印刷すれば、用途に対応した高精度の配線パターンを容易、かつ良好な歩留りで得ることが可能になる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明すると、本実施形態におけるスクリーン版は、図１ないし図３に示すように、版枠１と、この版枠１の被印刷物側の面に接着支持されるメッシュシート材２と、このメッシュシート材２の被印刷物側の面に積層して一体化されるマスク材５とを備え、メッシュシート材２を複数の縦線３と横線４とから形成するとともに、マスク材５に、回路の配線パターン形成用の開口６を単数複数形成し、このマスク材５から露出するメッシュシート材２の縦線３と横線４のいずれか一方を除去するようにしている。
【００１６】
版枠１は、図１に示すように、取付方法や印刷精度を向上させ得るアルミダイカスト、軽くて丈夫なアルミ等を使用して中空枠形に形成される。この版枠１としては、通常、アルミの角パイプの溶接品が多用される。
【００１７】
メッシュシート材２は、図２や図３に示すように、第一、第二の線である複数の縦線３と横線４とが直交して縒り合わされることにより格子形に形成され、版枠１の被印刷物側の面に所定のテンションが作用した状態で接着固定されており、マスク材５の開口６から露出する縦線３と横線４のうち、横線４がエッチング液により除去される。このメッシュシート材２を形成する縦線３と横線４とは、縦線３がエッチング液により溶解しない不溶性とされ、横線４がエッチング液により溶解する可溶性とされる。これら縦線３と横線４とは、同じ太さでも異なる太さでも良く、又ピッチも３０〜５００μｍ、好ましくは５０〜５００μｍの範囲で適宜変更することが可能である。
【００１８】
縦線３の材料としては、ステンレス、チタン、チタン合金、ニッケル、ニッケル合金、銅、銅合金、鉄、鉄合金、タングステン等の周面にポリイミド、ポリエステル、ナイロン等の合成樹脂を薄くコーティングしたもの、メッキしたもの、周面に金属酸化物を形成し、エッチング液に耐えるものがあげられる。また、ポリイミド、ポリエステル、ナイロン等でも良い。これに対し、横線４の材料としては、ステンレス、チタン、チタン合金、ニッケル、ニッケル合金、銅、銅合金、鉄、鉄合金、タングステン等があげられる。
【００１９】
縦線３と横線４とは、異種の金属材料の場合、エッチング液により溶・不溶、あるいはエッチングに速度差のある異種の金属材料を用いることができる。例えば、縦線３がタングステン製、横線４がステンレス製の場合、エッチング液として塩化第二鉄の水溶液を使用すれば、横線４は溶解するものの、縦線３は溶解しないこととなる。このときの縦線３と横線４の径は、３〜１５０μｍ、好ましくは１０〜５０μｍの範囲が良い。また、メッシュシート材２のテンションは、縦線３と横線４の材質や太さにより縦方向、横方向を変更することができ、テンションゲージにより０〜２０ｋｇ／ｃｍ２の範囲内で調整される。
【００２０】
エッチング液としては、塩化第二鉄の水溶液、塩化第二銅の水溶液、硫酸銅の水溶液等が使用される。勿論、これらに限定されるものではなく、アルカリ金属の水酸化物、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムの水溶液等のアルカリ水溶液、燐酸硝酸を含有する酸性水溶液を用いることもできる。これらには、必要に応じてキレート剤やｐＨ調整剤等の各種の添加剤を加えることができる。具体的には、水酸化カリウムと赤血塩との水溶液、水酸化ナトリウム単独の水溶液、燐酸，硝酸，酢酸，水（１６：１：２：１）からなる酸性の水溶液を用いることができる。
【００２１】
なお、高精細部以外の横線４については、エッチングする必要がないので、後工程で剥離可能な感光性レジストを塗布あるいは貼り付け、選択的にエッチングして感光性レジストを剥離しても良い。また、エッチング後にマスク材５を通過する導電ペースト１１の通過性を向上させるため、トリアジン系の材料を蒸着することもできる。
【００２２】
また、メッシュシート材２の固定に際しては、合成繊維のメッシュシートに固定して版枠１に取り付けても良いし、予めマスク材５を設けてエッチングし、合成繊維のメッシュシート材に固定して所定のテンションを作用させた状態で版枠１に取り付けることもできる。また、薄板の金属枠にメッシュシート材２の周縁部を貼着してこれを合成繊維のメッシュシート材２に固定し、所定のテンションを作用させて版枠１に取り付けることも可能である。また、スクリーン印刷の印刷方向に配慮し、印刷方向に対して縦線３又は横線４の配線方向が０〜４５°の鋭角になるように調整することができる。
【００２３】
マスク材５は、所定の材料を使用して形成され、版枠１の被印刷物側の面にメッシュシート材２を介して接着される。この開口６を備えたマスク材５としては、ＰＶＡ系樹脂、ジアゾ系樹脂、アクリル系樹脂等の紫外線硬化樹脂とコーティング用添加剤を加えた乳剤と呼ばれる液状物、あるいは予め離型用のフィルムにコーティングし、乾燥したドライフィルム呼ばれるフィルムをメッシュシート材２にコーティング又は貼着し、原版を紫外線、電子線、又は可視光線によりパターン転写し、一般的に水現像して得られるもの、メタルをエッチング又はレーザー光線によるカッティングで得られたマスク材５をメッシュシート材２に貼着したものでも良い。
【００２４】
乳剤の厚さは、０〜１００μｍ、好ましくは０〜２０μｍの範囲が良い。ここで、乳剤が０μｍの厚さとは、メッシュシート材２の網目に乳剤を埋めた状態をいう。
なお、マスク材５は、耐エッチング液性を有しなければならないので、テフロン（Ｒ）系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコーン樹脂等のオーバーコート剤をコーティングすることができる。
【００２５】
上記構成において、被印刷物である絶縁性の基材１０に配線パターン２１を導電ペースト１１によりスキージ１２で形成する場合には図４に示すように、絶縁性の基材１０に配線パターン２１をスクリーン版を介してスクリーン印刷するとともに、このスクリーン印刷の際、印刷方向とスクリーン版における縦線３の配線方向とに０〜４５°の鋭角を形成させれば良い。スクリーン印刷に際しては、スクリーン版の横線４が除去されている関係上、スキージ１２の往復動方向にスクリーン版の縦線３を合わせて印刷する。
【００２６】
基材１０としては、ポリエステル系、ポリカーボネート系、ポリエチレン系、アクリル系、セルロースアセテート系、スチレン系、塩化ビニル系、ポリオレフィン系、ポリイミド系、ポリアミドイミド系、フェノール系樹脂のフィルム、あるいは板やガラス、セラミック、ガラスエポキシ基板等があげられ、導電ペースト１１同様、用途に応じて選定される。この基材１０の印刷される表面には、表面改質層１３が選択的に積層形成される。この表面改質層１３の積層に際しては、基材１０の表面をコーティングすることにより、表面張力の調整、導電ペースト１１の溶剤に対する接触角の調整、導電ペースト１１の溶剤の吸収力調整、接着力向上のためのプライマー塗布等の処理を行ない、外観や性能が向上するための方法を選択すれば良い。
【００２７】
導電ペースト１１は、カーボン、金、銀、銅、ニッケル、及びこれらの合金や無機物あるいは金属の表面をこれらの金属でコーティングしたものに樹脂、添加物、ガラスフリットや溶剤を混ぜたもの、有機銀化合物や酸化銀、溶剤をまぜたものが使用される。このような導電ペースト１１は、版枠１上に置かれ、スキージ１２によりマスク材５の開口６を通過して基材１０に付着し、加熱により基材１０との適切な密着や抵抗値が得られる。導電ペースト１１の硬化温度は、６０〜７００℃と幅広いが、基材１０に応じて選択される。
【００２８】
スキージ１２を図４の矢印方向に従動させて回路の配線パターン２１をスクリーン印刷すれば、図５に示すプリント基板２０の配線パターン２１や図６に示す電磁波シールド体２２の配線パターン２１Ａを形成することができる。このスクリーン印刷の際、配線パターン２１付きの基材１０上に絶縁コーティングを施したり、配線回路の端子部に異方導電性接着剤を備えた構造に形成することもできる。
【００２９】
上記によれば、印刷パターンのメッシュ交点がなくなるので、開口６の開口率が増加し、導電ペースト１１が通過する際の抵抗も少なく、縦線３と横線４の裏側に回る導電ペースト１１の流れも向上し、くびれや断線の不具合が減少するとともに、外観上の体裁をも整えることができる。さらに、マスク材５の乳剤厚さを薄くすることができ、従来よりもさらに高精細のパターンを形成することができる。
【００３０】
なお、上記実施形態では、縦線３を不溶性とし、横線４を可溶性としたが、何らこれに限定されるものではない。例えば、横線４を不溶性とし、縦線３を可溶性としても良い。
【００３１】
【実施例】
以下、本発明に係るスクリーン版及びその製造方法、並びに配線パターンの形成方法の実施例について比較例と共に説明する。
実施例
先ず、複数の縦線と横線とを直交させて縒り合わせ、３２５メッシュのメッシュシート材を形成し、このメッシュシート材を版枠の被印刷物側の面にバイアス角０°として所定のテンションを作用させた状態で接着固定した。縦線にはφ１０のタングステン線、横線にはφ１３のステンレス線を使用した。こうしてメッシュシート材を版枠に固定したら、紫外線硬化樹脂の乳剤を５ｍｍコーティングして乾燥させ、線幅１５μｍ、ピッチ３００μｍ、バイアス角４５°の格子形の原版を使用して露光、現像、後露光し、マスク材を備えたスクリーン版を製造した。
【００３２】
中間品である一応のスクリーン版を製造した後、塩化第二鉄の水溶液からなるエッチング液により回路の配線パターンを形成するマスク材の開口から露出した横線のみをエッチング除去し、洗浄乾燥させてメッシュシート材の横線が除去されたスクリーン版を製造した。
【００３３】
スクリーン版をその縦線がスクリーン印刷の方向、すなわちスキージの移動方向と平行になるようセットし、表面改質層を備えた基材上に印刷、乾燥させて線幅１７μｍ、ピッチ３００μｍの電磁波シールド体用の配線パターンを形成した。表面改質層としては溶剤吸収層を使用し、基材としてはガラスを用いた。
電磁波シールド体用の配線パターンを検査したところ、配線パターンに交点が存在しないので、マクロ的な観点から見て模様がなく、線のくびれや滲みの少ない高精細パターンであるのを確認した。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、線の径を適正化して線のくびれや断線等の不具合が生じるのを抑制し、高精細なスクリーン印刷を可能にすることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るスクリーン版及びその製造方法の形成方法の実施形態を示す模式断面説明図である。
【図２】本発明に係るスクリーン版及びその製造方法の実施形態を示す要部説明図である。
【図３】本発明に係るスクリーン版及びその製造方法の実施形態を示す要部説明図である。
【図４】本発明に係るスクリーン版の製造方法、並びに配線パターンの形成方法の実施形態を示す模式説明図である。
【図５】本発明に係る配線パターンの形成方法の実施形態におけるプリント基板を示す模式説明図である。
【図６】本発明に係る配線パターンの形成方法の実施形態における電磁波シールド体を示す模式説明図である。
【符号の説明】
１          版枠
２          メッシュシート材
３          縦線
４          横線
５          マスク材
６          開口
１０        基材
１１        導電ペースト
２０        プリント基板
２１        配線パターン
２１Ａ      配線パターン
２２        電磁波シールド体
【図１】
2005007602.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005007602.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005007602.tif 000007
【図６】
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